Nachhaltig navigieren

Mobilität erlebt einen umfassenden Wandel. In Kfz weicht der Verbrenner neuen Antrieben. Zugleich entsteht eine Vielzahl von Kleinfahrzeugen mit Elektromotoren – Tretroller, E-Bikes, Scooter und mehr. Diese Diversifizierung verändert die gesamte Mobilitätsbranche: Materialien, Produktionsverfahren und Erzeugnisse von Zulieferern werden angepasst. 

Zukunftsraum für Fahrzeugfirmen

ReTraNetz-BB, das »regionale Transformationsnetzwerk für die Fahrzeug- und Zulieferindustrie Berlin-Brandenburg«, eine Initiative aus Wirtschaft, Politik und Wissenschaft, möchte den Prozess aktiv gestalten. »Traditionell ist die deutsche Mobilitätsbranche stark Kfz-fokussiert. Die Zulieferpyramide umfasste bisher viel mechanische Fertigung«, resümiert Nikolaos-Stefanos Koutrakis, Projektleiter auf Fraunhofer-Seite. Durch den Wandel im Antriebsstrang liefern heute bereits 30 Prozent der Unternehmen Elektronik. »Daraus folgen Herausforderungen, aber auch neue Perspektiven«, berichtet Koutrakis. In einem Reallabor adressiert ReTraNetz-BB die Aufgaben: Nicht nur die Erzeugnisse der Branche, auch ihre Fertigung soll CO2-neutral und umweltfreundlich werden. Auch wird es für Zulieferer attraktiv, 

Komponenten zu skalieren, um neben Autos auch Fahrzeuge anderer Größe und Leistung zu bedienen. Zudem kaufen OEMs statt Einzelteilen lieber vormontierte Systeme, wie komplette Antriebsstränge aus Motor, Leistungselektronik und Batteriespeicher. »Dazu wollen wir Teilehersteller zu virtuellen Systemlieferanten verbinden«, sagt Koutrakis. Auch Themen wie digitale Assistenz zur Unterstützung von Mitarbeitenden und Energiemonitoring werden betrachtet. »So stärken wir den Produktionsstandort Deutschland«, sagt Koutrakis.

Individualisierte Fertigung durch Cold Spray

Additive Fertigung gilt als Innovationstreiber für die Individualisierung im Fahrzeugbau. Mit der Cold-Spray-Technologie lassen sich große Autoteile mit komplexer Geometrie genauso fertigen wie Schlüsselkomponenten für elektrische Antriebe – hocheffizient und ohne Werkzeuge. Das Fraunhofer IPK besitzt eine robotergeführte Kaltgasspritzanlage, mit der unter anderem elektrisch leitende Kupferbauteile sowie Permanentmagnete hergestellt werden können. Dies ermöglicht neue Designs, eliminiert Montageprozesse und verschlankt Produktionsabläufe.

Leichtbau trifft (Batterie-)Leistung

Noch wiegen E-Autos tendenziell mehr als Verbrenner – meist aufgrund der Batterien. Materialien wie Kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff (CFC) könnten das Gewicht deutlich reduzieren. »Wegen ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit sind sie für Batterien aber ungeeignet«, sagt Aybike Yalçınyüz, die im Bereich Fügetechnik forscht. Eine Lösung ist die Kombination mit Metall. »Mit Laser- und Elektronenstrahlschweißen konnten wir ein Multimaterial aus CFC und Aluminium herstellen.« Das Ergebnis: ein Batteriegehäuse, das um die Hälfte leichter ist als herkömmliche Batteriekästen.